王福生院士：干细胞治疗失代偿肝硬化和肝衰竭的临床进展

引用本文王彦虎, 谢云波, 张紫英, 潘月飞, 王福生. 干细胞治疗失代偿肝硬化和肝衰竭的临床研究进展[J]. 中华肝脏病杂志, 2025, 33(2): 103-107. DOI:
10.3760/cma.j.cn501113-20250210-00052.
通信作者 ：王福生，中国人民解放军总医院第五医学中心感染病医学部 国家感染性疾病临床医学研究中心
摘 要 慢性肝病仍然是对人类健康的严重威胁。慢性肝病若未得到及时有效的治疗，可能会逐渐发展为终末期肝病，包括失代偿性肝硬化和肝功能衰竭。目前干细胞技术作为一种新兴的治疗方法，多项临床试验证实其在治疗失代偿期肝硬化和肝功能衰竭方面具备良好的应用前景。因此，干细胞疗法有可能为这些患者提供一种新的治疗选择。该文总结了基于干细胞治疗失代偿期肝硬化和肝功能衰竭的相关临床研究进展，并分析目前存在的挑战和应用前景。
肝病威胁着全球大约 15 亿人的生命健康，造成每年约 200 万人死亡［1］。其主要包括慢性肝炎、肝纤维化、代偿期肝硬化以及失代偿期肝硬化、肝衰竭、肝细胞癌在内的终末期肝病［2］。在中国，大约 3 亿人受到慢性肝病困扰，因肝硬化死亡人数占全世界的11%［3］，肝衰竭病死率可达 30%～70%。治疗终末期肝病的最有效手段是原位肝移植，但此种方法常因肝源短缺、费用较高以及移植后的免疫排斥反应而无法满足临床需求［4］。
近年来，基于干细胞的细胞治疗因其减轻肝脏炎症、促进肝细胞增生等作用，逐渐成为治疗终末期肝病患者的一种最有前景的方法［5-6］。目前临床试验使用的干细胞类型主要包括间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）、造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）、胚胎干细胞、诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）等 ，在一些临床前和临床试验中显示出初步的治疗作用［7-9］。在终末期肝病的治疗中，干细胞一方面通过抗氧化和抗纤维化作用来减轻肝损伤［10-11］。另一方面，干细胞具有分化为肝细胞样细胞的能力，有望促进肝脏再生，恢复肝脏功能［9，12］。总之，在过去的二十多年中，干细胞治疗慢性肝病的方法得到了广泛关注，已经发表了大量的临床前研究和临床研究。我们团队在前期的一篇综述中，对干细胞治疗终末期肝病的临床试验研究现状和进展做了总结及探讨 ，在本篇综述中 ，我们使用（'liver disease'/exp OR'hepatic disease' OR 'liver disorder'等）为关键词，检索在 Pubmed、Web of Science 和谷歌 Scholar 数据库中发表的临床试验和在 ClinicalTrials. gov 数据库（https：//www.clinicaltr trials.gov/）中注册的临床研究，就干细胞治疗慢性肝脏疾病的机制和临床应用现状进一步总结，并对干细胞治疗目前面临的挑战和应用前景进行探讨，以期为今后干细胞治疗慢性肝病的基础研究和临床应用提供参考。
一、干细胞治疗肝硬化和肝衰竭的临床进展1. 干细胞治疗肝硬化和肝衰竭的临床注册情况：截至 2025 年 1 月 1 日，全球约有 80 项与干细胞治疗肝硬化有关的临床试验方案已于 clinicaltrials.gov注册（检索词：“干细胞”和“肝硬化”）。然而，目前的临床试验主要集中在Ⅰ期和Ⅱ期，其中Ⅰ期有 31 项试验，Ⅰ/Ⅱ期有 16 项，Ⅱ期有 14 项。在肝硬化干细胞治疗的临床试验中，MSC 是目前最常用的细胞类型，其中脐带间充质干细胞（umbilical cord mesnchymal stem cells，UC-MSC）有 32 项 ，骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSC）有 27 项 ，脂肪干细胞有 13 项以及经血来源的 MSC有 1 项。
在干细胞治疗肝衰竭方面 ，相关临床试验数量较少，主要为Ⅰ/Ⅱ期临床试验。在 ClinicalTrials.gov 以干细胞、肝衰竭为关键词检索，共有相关的注册临床试验 32 项。在试验分期方面，主要为Ⅰ/Ⅱ期临床试验，其次为Ⅱ期临床试验；在细胞类型方面，主要为 MSC，其次为 HSC。
2. 干细胞治疗肝硬化的临床进展 ：在过去十年间，干细胞治疗肝硬化的临床试验主要集中在Ⅰ期和Ⅱ期阶段，旨在评估干细胞治疗的安全性和有效性，并探索治疗方案。在肝硬化中，干细胞疗法的主要输注途径采用了外周静脉、肝动脉或门静脉输注，但目前对于干细胞给药途径、给药剂量和给药间隔等方案设计尚缺乏统一标准［13-14］。目前，MSC 是最常用的细胞类型，在临床试验中已展示出较好的安全性和潜在疗效［15-16］。在安全性方面，Wang 等［17］开展了 1 项单臂试验，招募了 7 例原发性胆汁性肝硬化患者，接受 3 次脐带 MSC 经外周静脉输注，患者在 48 周随访期内未出现明显不良反应。此外，BM-MSC 移植也被认为是一种安全且可行的治疗方法。韩国 1 项多中心、随机、对照Ⅱ期临床试验中，44 例酒精性肝硬化患者接受 BM-MSC 经肝动脉注射，不良事件总体发生率与对照组差异无统计学意义，且 BM-MSC 治疗后肝纤维化程度和功能改善［18］。在长期疗效和安全性的评估中，1 项随访 75 个月包括 219 例肝硬化患者的随机对照试验显示 UC-MSC 治疗组的总生存率明显高于对照组［19］。
此外 ，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子动员的CD34+干细胞疗法在肝硬化治疗中也表现出类似的安全性和初步疗效。有研究结果显示肝硬化患者对粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子动员 CD34+干细胞耐受性良好，未出现严重不良事件［20-21］。另 1 项包含 45 例患者的对照试验显示，CD34+ 干细胞组第4周血清白蛋白显著升高，且终末期肝病模型评分在 3 个月结束时有所改善［22］。
3. 干细胞治疗肝衰竭的临床进展：近年来，干细胞疗法在肝衰竭，尤其是慢加急性肝衰竭（acute-on-chronic liver failure， ACLF）的治疗中展现出良好的前景，MSC、HSC 以及其他类型的干细胞已被探索用于肝衰竭的临床试验。MSC 由于其来源广泛且免疫原性低，在临床试验中被广泛应用。Lin 等［23］在 1 项 110 例 HBV 相关慢加急性肝衰竭患者参加的开放标签、非盲随机对照研究中发现 ACLF 患者进行 BM-MSC 治疗后的 24 周随访中，MSC 组的生存率明显高于标准治疗组，临床指标如血清总胆红素水平和 MELD 评分也显著改善。Xue 等［24］进行了1项包括 470 例 ACLF 患者的荟萃分析 ，结果表明 MSC 治疗可以减轻肝脏损伤并改善肝功能以及提高 ACLF 患者的生存率。在 1 项招募了 43 例 ACLF 患者的开放标签、对照研究中也表明，UC-MSC 治疗对 ACLF 患者具有良好的安全性，在 72 周的 随 访中，UC-MSC 的输注显著改善肝功能并减轻肝损伤，同时降低了 ACLF 的死亡率和 MELD 评分［25］。在HSC 治疗肝衰竭的临床试验中 ，Garg 等［26］进行的1项 47 例单中心随机对照试验发现粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子动员的 CD34+细胞能够提高 ACLF患者的 60 d 生存率 ，改善 Child-Pugh 评分和 MELD评分。Duan 等［27］在 1 项 55 例 HBV 相关 ACLF 患者的随机对照研究中也得出了类似的结果。
其他类型的干细胞疗法 ，如胚胎干细胞尽管具有多能性，但由于伦理争议导致相关的临床试验受到限制。诱导多能干细胞可通过对体细胞进行重编程而产生。目前，在 1 型糖尿病的治疗中已取得了一定的疗效［28］。此外，它们还可分化为肝细胞用于治疗肝功能衰竭，不过目前尚未有临床应用。
二、干细胞治疗机制及新方法在肝脏疾病的临床治疗中 ，目前使用的主要干细胞类型是 MSC，其具有免疫调节和组织修复能力，已在肝衰竭和肝硬化等疾病的治疗研究中取得了一定的临床治疗效果。同时，基因修饰的干细胞、iPSC、干细胞类器官等干细胞治疗新技术已处于临床前研究阶段，在肝脏疾病治疗领域具有巨大潜力，有望在临床应用中为肝病患者提供新的选择。
1. 干细胞治疗肝病机制研究进展：干细胞治疗肝脏疾病的机制研究表明，干细胞并非仅仅直接分化为肝细胞，而是能够分泌多种细胞因子和生长因子，调节肝脏的免疫微环境，促进肝细胞再生并抑制纤维化。干细胞分泌一系列细胞因子，如转化生长因子-β3、肿瘤坏死因子-α、肝细胞生长因子和白细胞介素-10，并通过抑制肝星状细胞的增殖来抑制肝纤维化［29-31］。同时干细胞具有调节适应性和先天性免疫系统的能力［32］。Li 等［33］使用了由 CCl₄诱导的大鼠肝纤维化模型［12］。观察到干细胞治疗后肝脏组织学有显著改善，治疗组肝细胞的坏死区域明显小于对照组，炎症细胞浸润也显著减少。同时，MSC 移植通过下调过度激活的干扰素-γ/Stat1 和白细胞介素-6/Stat3 信号通路，显著降低肝脏中肿瘤坏死因子-α、γ干扰素、白细胞介素-6 和白细胞介素-4 等促炎因子水平，从而发挥抗炎、抗氧化和抗凋亡的作用［34］。
2. 干细胞来源的外泌体治疗肝病临床前研究：研究表明，MSC 分泌的细胞外囊泡，包括微囊泡（直径 0.1～1.0 mm）和外泌体（直径 40～100 nm），可通过介导血管生成、组织再生和免疫调节过程中细胞间微通讯和转运旁分泌因子等方式来促进 MSC 的治疗效果。与亲本细胞相比，它们更小，更简单，更容易生产和储存。此外，由于它们的膜结合蛋白水平较低，因此比亲本细胞的免疫原性更低，且没有成瘤风险［35］。使用 MSC 来源的外泌体在多种肝脏疾病的动物模型中产生了有益的作用，包括药物性急性肝损伤、肝纤维化和 HCC［36］。在 CCl4 诱导的小鼠肝损伤模型中，Li 等［37］发现来自人 UC-MSC 的外泌体通过抑制肝细胞的上皮-间充质转化和胶原生成来改善肝纤维化。Tan 等［38］发现 HuES9 在对乙酰氨基酚或 H2O2 诱导的肝细胞损伤的体外模型和 C57BL/6 小鼠 CCl4 诱导的急性肝损伤模型中，MSC 来源的外泌体可通过增加肝细胞增殖起到肝保护作用。
3. 基因编辑的干细胞治疗肝病临床前研究 ：干细胞基因编辑在肝脏疾病治疗领域是一种创新且极具前景的策略。用像 CRISPR-Cas9 这样的前沿基因编辑技术能够精确调节干细胞基因组。例如，通过操纵干细胞的基因以增强其分泌能力，诱导它们在编辑后过表达血管内皮生长因子和胰岛素样生长因子，可以有效地刺激肝脏血管生成和肝细胞再生，同时减轻炎症和纤维化。Zhang 等［39］通过大规模扩增患者来源的肝细胞获得了高质量的自体肝细胞。然后通过 CRISPR-Cas9 介导的靶向整合，这些经过编辑的肝细胞在高水平上重新填充了受伤小鼠的肝脏并经历了成熟过程，成功治疗了患有酪氨酸血症的移植后小鼠。
4. 干细胞类器官治疗肝病临床前研究：在肝脏疾病治疗中，干细胞衍生的类器官发挥着重要作用。在疾病建模方面，它们精确地复制患者的病理特征，有助于探索致病机制；在临床治疗方面，它们可能有助于肝脏组织修复。Takebe 等［40］用人类 iPSC 创建了一种新型的肝脏类器官，模拟了妊娠中期胎儿肝脏的特征，移植到宿主肝脏表面时可促进新肝脏组织的形成，在肝纤维化大鼠中能够改善肝纤维化症状，Li 等［41］也证实，移植由人类 iPSC 分化而来的功能性肝胆类器官在治疗肝纤维化方面效果良好。
三、干细胞治疗肝病的前景与挑战干细胞在许多疾病中显示出良好的疗效，相关产品也已上市。对于肝病而言，尽管有多能分化能力等益处 ，但仍存在挑战 ，包括工业、技术、临床和政策。
在技术上 ，未来的重点是克服干细胞定向分化为成熟肝细胞的精确控制技术。目前，诱导的肝样细胞在功能上仍与天然肝样细胞存在差异，通过探索肝脏发育机制，利用基因编辑和人工智能调控这一过程，使干细胞来源的肝细胞具有完整的功能，将提高治疗效果。工业化方面，对细胞制备进行标准化，并建立符合良好生产规范要求的设施和处理程序，以实现高质量干细胞产品的批量生产，开发大规模的扩增技术和标准化流程至关重要。
临床试验是干细胞治疗肝病临床转化的关键。肝病种类繁多，患者反应各异，个体差异较大，疗效评估存在争议。干细胞疗法在肝脏疾病的治疗中表现出很强的潜力，但大多数研究仍处于临床前或早期临床阶段，仍需更多明确的安全性和疗效数据、规范化的临床方案以及严格的科学监督。干细胞的机体内代谢以及肿瘤发生等潜在风险需要长期随访。建立全面的随访数据库和系统，长期随访以发现和管理不良反应，对研究得出可靠的结论至关重要。
政策保障方面，中国监管框架正在逐步细化和规范。对临床研究和应用，强调药物临床试验质量管理规范和严格审批。然而，仍然存在一些问题，比如监管体系落后于新兴技术。建议加强多部门监管，加快细化规定，明确关键标准，同时促进行业协会制定规范、有序发展。